Programas de puntos de inspección del Código Estructural (Excel)

En una de las entradas de mi blog de las que hablaba del Programa de Puntos de Inspección del Código Estructural (PPIs), se decía que el Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana incluiría un enlace donde se puede acceder a unas tablas editables para la elaboración de los PPIs. Se trata de una tabla Excel editable donde aparecen las unidades de inspección y frecuencia de comprobación por lote de control de ejecución, tanto para el acero como para el hormigón. Ya los tenéis en el siguiente enlace:

Explicación de la fabricación y puesta en obra del hormigón

Son muchos los vídeos que encontramos en internet sobre la fabricación y la puesta en obra del hormigón. A continuación os dejo algunos cuantos para aquellos que estéis interesados en el tema. Espero que os sean de interés.

Este primer vídeo del CEHOPU, explica, de forma muy básica, cómo se hace el hormigón.

En este otro, del canal Materiales de Construcción, nos introduce al hormigón como material.

En este vídeo, de Zigurat, os explica la ejecución de obras de hormigón armado.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.

Comparativa entre el Código Estructural (CE) y la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08)

Os paso a continuación un documento, en abierto, que, aunque breve, resulta muy interesante. Realiza una comparativa entre el Código Estructural y la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08). Este documento se ha realizado bajo la supervisión del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc) perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Dirección General de Agenda Urbana y Arquitectura del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana.

Además, uno de los coautores, junto con Alejandro Calle García, es mi amigo Juan Carlos Arroyo Portero, profesor de estructuras de la Universidad Politécnica de Madrid y autor, entre otros, de los libros “Números gordos en el proyecto de estructuras” y “Montoya-esencial. Hormigón armado“. Recomendables ambos dos.

El enlace a este documento lo podéis encontrar aquí: https://www.codigotecnico.org/Guias/AvanceGuiaCE.html?fbclid=IwAR1Bbq_egzA-2fDmnbA3Ocj213eizqsKA2q1CEU6jcgLGDbIs2_vcQNa5ww&fs=e&s=cl

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Comunicaciones presentadas al VIII Congreso Internacional de Estructuras de ACHE

Durante los días 20-22 de junio de 2022 tendrá lugar el VIII Congreso Trienal de la Asociación Española de Ingeniería Estructural (ACHE), un excelente encuentro internacional de profesionales y especialistas en el campo de las estructuras, cuyo nivel técnico lo avalan las anteriores ediciones. Los objetivos fundamentales de este Congreso Internacional de Estructuras son, por un lado, dar a conocer los avances, estudios y realizaciones recientemente alcanzados en el ámbito estructural (en Edificación y en Ingeniería Civil e Industrial), y, por otro, exponer las actividades de la Asociación a sus miembros, amigos, y a toda la sociedad a cuyo servicio se encuentra ACHE realizando una labor de difusión técnica sin ánimo de lucro.

Nuestro grupo de investigación, dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, presenta varias comunicaciones. A continuación os paso los resúmenes. Además, tendré el honor de ser Presidente de Sala en la Sesión Técnica 5 de Gestión de Estructuras, el martes 21 de junio de 2022, en el Aula 5. Nos veremos pronto en el Congreso.

MARTÍ, J.V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; YEPES, V. (2022). Diseño de experimentos para la calibración de la heurística de optimización de muros de contrafuertes. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

En la actualidad, los técnicos se enfrentan al desafío de encontrar soluciones estructurales más eficientes, cumpliendo con todas las restricciones de seguridad y funcionalidad. Como ayuda a este reto, surgen las técnicas de optimización heurísticas. El algoritmo aplicado en este artículo es el Recocido Simulado o Simulated Annealing (SA). La estructura sobre la que se emplea esta metodología es un muro de contrafuertes de hormigón armado de 11 metros de altura. La eficiencia del algoritmo depende de la elección de los parámetros más adecuados que lo definen. Para ello, se realiza un diseño de experimentos factorial fraccionado que permite, a través de un análisis estadístico, detectar aquellos parámetros de la heurística que más afectan al resultado de la solución obtenida.

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES, V. (2022). Aplicación del análisis del valor MIVES a la estructura de una vivienda unifamiliar de autopromoción con criterios de sostenibilidad. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

En este trabajo se estudia el óptimo diseño de la estructura y cerramiento entre tres alternativas dispares aplicadas a una vivienda unifamiliar adosada, para la toma de decisión de un autopromotor, apoyándose en métodos multicriterio y teniendo en cuenta parámetros de sostenibilidad. Se obtiene así la validación del método para una alternativa “convencional”, “prefabricada” y “tecnológica”, consiguiendo esta última la mejor valoración. Esta información permitiría a cualquier gestor conocer desde el inicio del proyecto los aspectos fundamentales que marcarán el equilibrio medioambiental, económico y social del futuro edificio a lo largo de su ciclo de vida para hacerlo, en definitiva, más sostenible.

YEPES, V.; PELLICER, E.; MARTÍ, J.V.; KRIPKA, J. (2022). Diseño y mantenimiento óptimo robusto y basado en fiabilidad de puentes de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

El artículo expone los resultados alcanzados dentro del proyecto de investigación DIMALIFE. Se desarrolla una metodología que incorpora la variabilidad en los procesos de toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes e infraestructuras viarias, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales con presupuestos restrictivos. La variabilidad inherente a los parámetros, variables y restricciones del problema resulta crítica si se dan por buenas soluciones optimizadas, que pueden encontrarse al borde de la infactibilidad. Se precisa introducir en el análisis la optimización multiobjetivo basada en fiabilidad y conseguir diseños óptimos robustos.

Control documental del hormigón según el Código Estructural

Figura 1. Control documental del hormigón

Como el hormigón es un producto que no dispone de marcado CE, la comprobación de conformidad debe basarse en un control documental, en su caso un control mediante distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR) y un control experimental mediante la realización de ensayos de recepción. El Artículo 57 es el que regula el control del hormigón dentro del Código Estructural, pero son los apartados 57.4, 57.5 y 57.6 donde se refleja el control documental que debe realizarse antes, durante y después del suministro.

Los documentos a presentar van a depender de si el hormigón se ha fabricado en central o en la propia obra, así como si cuenta con un certificado vigente de distintivo oficialmente reconocido. En cualquier caso, el Código obliga a que la documentación esté firmada por persona física con capacidad suficiente. En el caso de no contar el hormigón con un DCOR, este se sustituye por la declaración responsable del suministrador, o en su caso del constructor, cuyo contenido será conforme al Anejo 4 del Código. También se debe comprobar que las hojas de suministro y el certificado de suministro del hormigón contengan lo establecido en el citado Anejo 4. En el caso del hormigón fabricado en central, debe aportarse un certificado de conformidad del control de producción de acuerdo con el RD 163/2019, de 22 de marzo.

Cuando el hormigón se fabrique en central sin contar con un DCOR, debe documentar su experiencia de uso anterior en otras obras con la misma dosificación, mismas materias primas, de igual naturaleza y origen y que se utilizan las mismas instalaciones. En caso contrario, o si el hormigón se fabrica en obra, la dirección facultativa podrá exigir la documentación acreditativa de los ensayos previos y característicos de resistencia y durabilidad con una antigüedad máxima de 6 meses. Además, esta circunstancia debe recogerse en el programa de control.

A continuación os dejo un mapa conceptual donde se recoge la información relevante en relación con el control documental del hormigón.

Figura 2. Mapa conceptual sobre el control documental del hormigón. Elaboración propia.

Os dejo los apartados del Código Estructural relativos al control documental.

Artículo 57.4.1 Comprobación documental previa al suministro

Además de la documentación general a la que hace referencia el apartado 57.5.1, que sea aplicable al hormigón, en el caso de hormigones que no estén en posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido, según el Anejo 4 el suministrador, o en su caso el constructor, deberá presentar a la dirección facultativa una copia firmada por persona física con representación suficiente, de la declaración responsable cuyo modelo
se adjunta en el citado anejo, y en su caso el resto de los ensayos previos y característicos, con una antigüedad máxima de seis meses.

En su caso, certificado de inspección de la central suministradora del hormigón preparado, según proceda, en función de lo establecido en la reglamentación industrial vigente relativa al control de producción de hormigones fabricados en central.

Artículo 57.5.1 Control documental durante el suministro

Cada partida de hormigón empleada en la obra deberá ir acompañada de una hoja de suministro, cuyo contenido mínimo se establece en el Anejo 4.

El constructor, o la persona designada en obra que le represente técnicamente, comprobará, bajo la supervisión de la dirección facultativa, que los valores reflejados en la hoja de suministro son conformes con las especificaciones de este Código, y se corresponden con las de la dosificación declarada por el suministrador.

Artículo 57.6 Certificado del hormigón suministrado

Al finalizar el suministro de un hormigón a la obra, el constructor facilitará a la dirección facultativa un certificado de los hormigones suministrados, con indicación de los tipos y cantidades de los mismos, elaborado por el fabricante y firmado por persona física con representación suficiente, cuyo contenido será conforme a lo establecido en el Anejo 4 de este Código. También se podrán elaborar certificados parciales mensuales en el caso de suministros prolongados en el tiempo.

Os dejo también, para su consulta, el Anejo 4: Documentación de suministro y control de los productos recibidos directamente en obra.

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Los distintivos de calidad en el Código Estructural

https://www.mitma.gob.es/organos-colegiados/comision-permanente-del-hormigon/cph/reconocimiento-de-distintivos

El distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR) fue una posibilidad que se introdujo en la derogada Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 como una certificación de la calidad del hormigón que asegurase una mayor normalización del producto y que permitiese reducir los controles de calidad de la obra.

En el Código Estructural, DCOR se recoge en numerosos artículos. Veamos los más relevantes:

  • Art. 4.2.2 Condiciones técnicas del proyecto, se establece que “a la vista de las posibles mayores garantías técnicas y de trazabilidad que pueden estar asociadas a los distintivos de calidad, el autor del proyecto valorará la inclusión, en el correspondiente pliego de prescripciones técnicas particulares, de la exigencia de emplear materiales, productos y procesos que dispongan de un distintivo de calidad oficialmente reconocido“.
  • Art. 4.2.3 Condiciones técnicas en la ejecución, se refuerza esta posibilidad, pues “la dirección facultativa valorará la conveniencia de exigir productos y procesos que dispongan de un distintivo de calidad oficialmente reconocido“. En el Art. 18 Garantía de la conformidad de productos y procesos de ejecución, distintivos de calidad, una de las formas por las que se pueden garantizar los productos y procesos es “mediante la posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR) concedido a un organismo de certificación acreditado conforme al Reglamento (CE) N.º 765/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 9 de julio“; además, el Código permite ciertas consideraciones especiales en la recepción de los productos y procesos con DCOR que no requieran el marcado CE.
  • Art. 21.1 Control documental de los suministros, se incide en el certificado final del suministro del producto suministrado cuando dispongan DCOR. En ese caso, si presentan una garantía superior, debe efectuarse un control documental específico, para lo que “los suministradores entregarán al constructor, quien los facilitará a la dirección facultativa, los certificados que avalen que los productos que se suministrarán están en posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido vigente“.
  • Art. 22.2 Control de la ejecución mediante inspección de los procesos, en el caso de que un proceso de ejecución de la estructura se encuentre en posesión de un DCOR, “la dirección facultativa podrá eximir de la realización de las inspecciones externas“.

El DCOR es de carácter voluntario y puede estar oficialmente reconocido por la Subdirección General de Normativa y Estudios Técnicos del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana u otro órgano directivo con competencias en el ámbito de la edificación o de la obra pública y perteneciente a la Administración Pública de cualquier Estado miembro de la Unión Europea, de Turquía o de cualquiera de los Estados firmantes del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo.

Sin embargo, es importante resaltar que en los productos con marcado CE, los DCOR no podrán certificar la conformidad con las prestaciones declaradas en lo que respecta a las características esenciales cubiertas por la norma armonizada, ni tampoco con las prestaciones de ninguna característica esencial relacionada con los requisitos básicos incluidos en el anexo I del Reglamento (EU) 305/2011, de 9 de marzo de 2011.

A continuación hemos representado en un mapa conceptual las características relevantes del DCOR (Figura 2).

 

Figura 1. Distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR). Imagen: V. Yepes.

Os dejo a continuación el Artículo 18 del Código Estructural para su consulta.

Artículo 18. Garantía de la conformidad de productos y procesos de ejecución, distintivos de calidad.

La ejecución de la estructura se llevará a cabo según el proyecto y las modificaciones autorizadas y documentadas por la dirección facultativa. Durante la ejecución de la estructura se elaborará la documentación que reglamentariamente sea exigible y en ella se incluirá, sin perjuicio de lo que establezcan otras reglamentaciones, la documentación a la que hace referencia el Anejo 4 de este Código.

En todas las actividades ligadas al control de recepción, podrá estar presente un representante del agente responsable de la actividad o producto controlado (autor del proyecto, suministrador de hormigón, suministrador de las armaduras elaboradas,
suministrador de los elementos prefabricados, constructor, etc.). En el caso de la toma de muestras, cada representante se quedará con copia del acta correspondiente. Cuando se produzca cualquier incidencia en la recepción derivada de resultados de ensayo no conformes, el suministrador y en su caso, el constructor, tendrá derecho a recibir una copia del correspondiente informe del laboratorio y que deberá ser facilitada por la dirección facultativa.

La conformidad de los productos y de los procesos de ejecución respecto a las exigencias básicas definidas por este Código, requiere que satisfagan con un nivel de garantía suficiente un conjunto de especificaciones.

De forma voluntaria, los productos y los procesos pueden disponer de las garantías necesarias para que se cumplan los requisitos mínimos contemplados en este Código, mediante la incorporación de sistemas (como por ejemplo, los distintivos de calidad) que
avalen, a través de las correspondientes auditorías, inspecciones y ensayos, que sus sistemas de calidad y sus controles de producción, cumplen las exigencias requeridas para la concesión de tales sistemas. Dichos sistemas deberán ser coherentes con las consideraciones especiales contempladas en este Código, con el fin de que el índice de fiabilidad de la estructura sea al menos el mismo, independientemente de los materiales que utilice.

A los efectos de este Código, dichas garantías pueden demostrarse por cualquiera de los siguientes procedimientos:

a) mediante la posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido (DCOR) concedido a un organismo de certificación acreditado conforme al Reglamento (CE) N.º 765/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 9 de julio,
b) en el caso de productos fabricados en la propia obra o de procesos ejecutados en la misma, mediante un sistema equivalente validado y supervisado bajo la responsabilidad de la dirección facultativa, que asegure que el índice de fiabilidad de la estructura es al menos el mismo.

Este Código contempla la aplicación de ciertas consideraciones especiales en la recepción para aquellos productos y procesos que presenten las garantías necesarias para su cumplimiento mediante cualquiera de los dos procedimientos mencionados en el párrafo anterior.

El control de recepción tendrá en cuenta las garantías asociadas a la posesión de un distintivo, siempre que este cumpla unas determinadas condiciones. Así, tanto en el caso de los procesos de ejecución, como en el de los productos que no requieran el marcado CE según el Reglamento (UE) N.º 305/2011, de 9 de marzo de 2011, este Código permite aplicar unas consideraciones especiales en su recepción, cuando ostenten un distintivo de calidad de carácter voluntario que esté oficialmente reconocido por la Subdirección General de Normativa y Estudios Técnicos del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana u otro órgano directivo con competencias en el ámbito de la edificación o de la obra pública y perteneciente a la Administración Pública de cualquier Estado miembro de la Unión Europea, de Turquía o de cualquiera de los Estados firmantes del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo.

Lo dispuesto en el párrafo anterior será también de aplicación a los productos de construcción fabricados o comercializados legalmente en un Estado que tenga un acuerdo de asociación aduanera con la Unión Europea, cuando ese acuerdo reconozca a esos productos el mismo tratamiento que a los fabricados o comercializados en un Estado miembro de la Unión Europea.

De acuerdo al apartado 4.1, en el caso de los productos con marcado CE, los distintivos de calidad oficialmente reconocidos no podrán certificar la conformidad con las prestaciones declaradas en lo que respecta a las características esenciales cubiertas por la norma armonizada, ni tampoco con las prestaciones de ninguna característica esencial relacionada con los requisitos básicos incluidos en el anexo I del Reglamento (EU) 305/2011, de 9 de marzo de 2011.

18.1 Procedimiento de reconocimiento oficial de distintivos de calidad.

El reconocimiento oficial del distintivo se desarrollará conforme al procedimiento que establezca la Administración reconocedora de cualquier Estado miembro de la Unión Europea, de Turquía o de cualquier Estado de la Asociación Europea de Libre Comercio
signatario del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo.

En el caso de los reconocimientos de distintivos por parte del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana, se aplicará el siguiente procedimiento.

Estarán legitimados para presentar las solicitudes de reconocimiento oficial de un distintivo de calidad, los organismos de certificación acreditados conforme a los apartados de este Código que le sean de aplicación y a la norma UNE-EN ISO/IEC 17065 según el Reglamento (CE) N.º 765/2008, del Parlamento Europeo y del Consejo de 9 de julio, por el que se establecen los requisitos de acreditación y vigilancia del mercado relativos a la comercialización de productos.

Las solicitudes deberán acompañarse de al menos la siguiente documentación:

a) Memoria explicativa y justificativa de la solicitud.
b) Reglamento regulador del distintivo en donde se definan las garantías particulares, procedimiento de concesión, régimen de funcionamiento, requisitos técnicos y reglas para la toma de decisiones. En cualquier caso, dicho reglamento incluirá la declaración explícita del cumplimiento del contenido de este Código.
c) Cualquier otra documentación que la Administración reconocedora establezca o considere necesaria en relación al ámbito de certificación en el que se desarrolle el distintivo.

La Administración reconocedora podrá recabar los informes o dictámenes de los expertos por ella designados, en función de las características de la certificación cuyo reconocimiento se solicita.

Para mayor difusión y comodidad en el acceso de la información por parte de los usuarios, cualquier Administración reconocedora de las contempladas en los párrafos anteriores para el reconocimiento oficial de un distintivo de calidad, podrá solicitar la publicación de los distintivos por ellas reconocidas en las páginas web de las Comisiones Permanentes que proponen este Código, creadas a tal efecto.

Si la resolución de la Administración reconocedora fuese desfavorable al reconocimiento, la finalización del procedimiento se produciría con la comunicación al solicitante.

La enmienda o retirada del reconocimiento oficial del distintivo podrá ser realizada a instancia o de parte, para lo cual se iniciará el procedimiento mediante la oportuna solicitud y se regirá conforme a los mismos trámites que para su reconocimiento.

La Administración reconocedora vigilará la correcta aplicación de los distintivos, por lo que podrá participar en todas aquellas actividades que se consideren relevantes para el correcto funcionamiento del distintivo así como asistir a las inspecciones que realicen los servicios de inspección correspondientes a las instalaciones que ostenten el distintivo de calidad, para verificar la correcta actuación de estos en la supervisión de las características técnicas de los productos y la adecuación del control interno sobre su producción.

Si se detectase alguna anomalía en estos procedimientos, la Autoridad reconocedora podrá incoar un expediente y podrá suspender el reconocimiento, comunicando previamente la propuesta de retirada al solicitante con el objeto de que pueda formular alegaciones. La validez del reconocimiento quedará condicionada durante el período de validez, al mantenimiento de las condiciones que los motivan.

18.2 Distintivos de calidad concedidos por entidades de certificación en otros Estados.

No será necesaria la declaración explícita requerida en el punto b) del apartado 18.1, si una entidad de certificación de otro Estado miembro de la Unión Europea, de Turquía o de cualquiera de los Estados firmantes del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo, evalúa la conformidad respecto a cualquier norma o reglamento que, manteniendo al menos las garantías necesarias para verificar un nivel similar de calidad del producto o proceso y de sus características técnicas, demuestre que se cumplen los requisitos de seguridad estructural contemplados en este Código.

También resulta de interés recoger el comentario que se hace al respecto de este artículo:

“En el caso de los productos o procesos (como por ejemplo, el hormigón) que presentan un nivel de garantía adicional de acuerdo con el articulado y se fabrican o desarrollan, según el caso, a partir de otros productos (como por ejemplo, cementos) susceptibles de estar también en posesión de distintivos de calidad, la utilización de estos permite una mejora en la trazabilidad global y facilita la consecucion de los niveles adicionales de garantía en los productos finales.

En el caso de que se realicen ensayos o comprobaciones experimentales sobre cualquier producto o proceso que esté en posesión de un distintivo oficialmente reconocido y de los resultados de ensayos realizados pueda confirmarse una no conformidad del producto respecto a lo establecido en este Código, la dirección facultativa notificará dicha circunstancia al Organismo emisor del distintivo y a la Administración que hubiera efectuado el reconocimiento”.

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Objetivos y metodología del proyecto de investigación HYDELIFE

Figura 1. Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)
Figura 1. Laboratorio de materiales del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)

En varios artículos anteriores detallamos los antecedentes, la motivación, las hipótesis de partida, así como la trascendencia del proyecto de investigación HYDELIFE. Ahora vamos a explicar los objetivos y la metodología de este proyecto, del cual soy investigador principal: Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos (PID2020-117056RB-I00). Los investigadores de este proyecto pertenemos al Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH).

El objetivo general perseguido se basa en afrontar el reto social que supone la creación y la conservación de las construcciones modulares y puentes mixtos en escenarios de fuertes restricciones presupuestarias, mediante la resolución de los problemas complejos planteados en el ámbito de las decisiones públicas y privadas. Para ello se precisa un salto científico capaz de integrar a los distintos actores y grupos de expertos en la toma de decisiones considerando criterios de sostenibilidad social y ambiental a lo largo de todo el ciclo de vida de las infraestructuras considerando la variabilidad inherente al mundo real. Para integrar las incertidumbres que afectan al sistema, se propone aplicar técnicas metaheurísticas híbridas basadas en fiabilidad, aplicadas no sólo al proyecto de nuevas estructuras, sino al mantenimiento de las actuales. Un estudio de sensibilidad de los escenarios presupuestarios y de las hipótesis tomadas en los inventarios del análisis del ciclo de vida proporcionará conocimiento no trivial sobre las mejores prácticas. Esta metodología será aplicable también a otro tipo de infraestructuras.

El objetivo general se desarrollará mediante los objetivos específicos mostrados en la Figura 2 y que se describen a continuación, de los cuales será responsable el investigador principal:

  • OE-1: Análisis de funciones de distribución específicas para el diseño óptimo basado en fiabilidad que integre aspectos ambientales, sociales y económicos que sirva para la toma de decisión multicriterio.
  • OE-2: Determinación de indicadores clave basados en redes bayesianas y lógica neutrosófica para garantizar una efectiva integración de la sostenibilidad ambiental y social en la licitación de proyectos mantenimiento de construcciones modulares, puentes mixtos e híbridos.
  • OE-3: Identificación de estrategias de mantenimiento robusto óptimo de construcciones modulares y puentes mixtos y estructuras híbridas.
  • OE-4: Formulación y resolución del problema de optimización multiobjetivo que contemple el ciclo completo de construcciones modulares, puentes mixtos y estructuras híbridas mediante metaheurísticas híbridas.
  • OE-5: Comparación del diseño robusto óptimo respecto a la optimización heurística considerando incertidumbres en los escenarios presupuestarios y en las hipótesis del análisis del ciclo de vida.
  • OE-6: Difusión de resultados y redacción de informes.
Figura 2.- Objetivos específicos del proyecto HYDELIFE

Metodología propuesta en relación con los objetivos y con el estado del arte

El análisis del estado del arte alumbró dos huecos en la investigación, el empleo de metaheurísticas híbridas con Deep Learning y su aplicación a construcciones modulares, puentes mixtos y estructuras híbridas. Además, el empleo de la lógica neutrosófica y las redes bayesianas abre puertas en el ámbito de la decisión multicriterio. Estas novedades se combinan en la metodología con técnicas y disciplinas ya empleadas en otros proyectos: análisis del ciclo de vida, análisis basado en fiabilidad, diseño óptimo robusto, metamodelos y técnicas de minería de datos. Por tanto, se trata de una combinación integrada cuyo objetivo es la priorización del tipo de diseño, en el caso de estructuras de nueva planta, o bien de su mantenimiento, basándose en criterios de sostenibilidad social y ambiental bajo presupuestos restrictivos, considerando la variabilidad inherente a los problemas reales.

La Figura 3 muestra el esquema metodológico propuesto para HYDELIFE, relacionando las fases con los objetivos propuestos. Se utiliza un enfoque mixto e interactivo, donde el decisor proporciona información sobre las preferencias al analista que, tras una optimización multiobjetivo basada en fiabilidad y metamodelos, aporta un conjunto de soluciones eficientes que el responsable debe evaluar antes de tomar su decisión. Por tanto, la novedad de la propuesta metodológica trifase se basa en la integración de técnicas de información a priori, donde el decisor (grupos de interés) informa de las preferencias al analista (en cuanto a tipologías, métodos constructivos, conservación, etc.), produciéndose con esta información una optimización multiobjetivo capaz de generar alternativas eficientes utilizando la variabilidad en los parámetros, variables y restricciones. La última fase pasa por un proceso de información a posteriori para que el decisor contemple aspectos no considerados en la optimización para dar la solución final completa.

Figura 3.- Esquema metodológico diseñado para HYDELIFE en relación con los objetivos

Proyecto de Investigación:

  • Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. (HYDELIFE). [Hybrid life cycle optimization of bridges and mixed and modular structures with high social and environmental efficiency under restrictive budgets]. PID2020-117056RB-I00. Financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación con fondos FEDER. Investigador Principal: Víctor Yepes.

En este momento llevamos seis meses de trabajo, pues el proyecto comenzó en septiembre del 2021. Pero ya podemos dar algunos resultados que se pueden ver en la siguiente lista de referencias.

Referencias:

MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainabilityJournal of Construction Engineering and Management, (accepted, in press).

MATHERN, A.; PENADÉS-PLÀ, V.; ARMESTO BARROS, J.; YEPES, V. (2022). Practical metamodel-assisted multi-objective design optimization for improved sustainability and buildability of wind turbine foundations. Structural and Multidisciplinary Optimization, 65:46. DOI:10.1007/s00158-021-03154-0

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Multi-criteria decision-making applied to the sustainability of building structures based on Modern Methods of Construction. Journal of Cleaner Production, 330:129724. DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129724

YEPES, V.; LOPEZ, S. (2021). Knowledge management in the construction industry: Current state of knowledge and future research. Journal of Civil Engineering and Management, 27(8):671-680. DOI:10.3846/jcem.2021.16006

SIERRA, L.; ARAYA, F.; YEPES, V. (2021). Consideration of uncertainty and multiple disciplines in the determination of sustainable criteria for rural roads using neutrosophic logic.  Sustainability, 13(17):9854. DOI:10.3390/su13179854

ATA-ALI, N.; PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; YEPES, V. (2021). Recycled versus non-recycled insulation alternatives LCA analysis for different climatic conditions in Spain. Resources, Conservation and Recycling, 175, 105838. DOI:10.1016/j.resconrec.2021.105838

HOOSE, A.; YEPES, V.; KRIPKA, M. (2021). Selection of Production Mix in the Agricultural Machinery Industry considering Sustainability in Decision Making. Sustainability, 13(16), 9110. DOI:10.3390/su13169110

MAUREIRA, C.; PINTO, H.; YEPES, V.; GARCÍA, J. (2021). Towards an AEC-AI industry optimization algorithmic knowledge mapping. IEEE Access, 9:110842-110879. DOI:10.1109/ACCESS.2021.3102215

MARTÍN, R.; YEPES, V. (2021). Bridging the gap between landscape and management within marinas: A review. Land, 10(8), 821. DOI:10.3390/land10080821

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2021). Comparative life cycle analysis of concrete and composite bridges varying steel recycling ratio. Materials, 14(15):4218. DOI:10.3390/ma14154218

ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2021). Optimized application of sustainable development strategy in international engineering project management. Mathematics, 9(14):1633. DOI:10.3390/math9141633

ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2021). Life cycle assessment of bridges using Bayesian Networks and Fuzzy Mathematics. Applied Sciences, 11(11):4916. DOI:10.3390/app11114916

BIANCHI, P.F.; YEPES, V.; VITORIO, P.C., Jr.; KRIPKA, M. (2021). Study of alternatives for the design of sustainable low-income housing in BrazilSustainability, 13(9):4757. DOI:10.3390/su13094757

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2021). Neutrosophic multi-criteria evaluation of sustainable alternatives for the structure of single-family homesEnvironmental Impact Assessment Review, 89:106572. DOI:10.1016/j.eiar.2021.106572

NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2021). Neutrosophic completion technique for incomplete higher-order AHP comparison matrices. Mathematics, 9(5):496. DOI:10.3390/math9050496

TANG, M.; LIAO, H.; YEPES, V.; LAURINAVICIUS, A.; TUPENAITE, L. (2021). Quantifiying and mapping the evolution of a leader journal in the field of civil engineering. Journal of Civil Engineering and Management, 27(2):100-116. DOI:10.3846/jcem.2021.14365

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA, J.; YEPES, V. (2021). Embodied energy optimization of buttressed earth-retaining walls with hybrid simulated annealing. Applied Sciences, 11(4):1800. DOI:10.3390/app11041800

GARCÍA, J.; ASTORGA, G.; YEPES, V. (2021). An analysis of a KNN perturbation operator: an application to the binarization of continuous metaheuristics. Mathematics, 9(3):225. DOI:10.3390/math9030225.

ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2021). Environmental, economic and social impact assessment: study of bridges in China’s five major economic regions. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(1):122. DOI:10.3390/ijerph18010122

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Optimización heurística aplicada al diseño automático de forjados de losa postesa

En ese trabajo se muestran las características principales de los forjados de losa postesa obtenidos tras aplicar métodos heurísticos de optimización. Estos forjados presentan ventajas frente a soluciones más convencionales a partir de ciertas luces. El proceso de diseño de estos forjados se puede plantear como un problema de optimización, que abordado con métodos heurísticos puede formularse de un modo totalmente realista. Se pueden encontrar diseños completos de forjados optimizados no solo con criterios de economía, sino también de sostenibilidad, pudiendo comparar ambos casos. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran una clara tendencia a disponer cantos muy estrictos en los resultados óptimos. Aplicando criterios de sostenibilidad se tiende a hormigones de mayores resistencias que con criterios económicos. Finalmente se han realizado pruebas de sensibilidad a los precios, que muestran mucha independencia de los forjados óptimos frente a las variaciones de precios ensayadas.

Palabras clave: 

Optimización, forjados postesados, sostenibilidad, simulated annealing, threshold accepting, old bachelor algorithm

Referencia:

RODRÍGUEZ-CALDERITA, A.M.; ALCALÁ, J.; YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2013). Optimización heurística aplicada al diseño automático de forjados de losa postesa. 2º Congreso Nacional de la Enseñanza de las Matemáticas en la Ingeniería de Edificación, EIMIE, 18-19 de julio, Valencia, pp. 63-75. ISBN: 978-84-8363-992-4.

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Las unidades de inspección según el Código Estructural

El concepto de “lote de inspección” no ha cambiado con el reciente Código Estructural. El Artículo 17.1 lo define el “como conjunto de actividades, correspondientes a un mismo proceso de ejecución, que es sometido a control para la recepción de un lote de ejecución“. Pero sí que se desarrolla con mayor detalle, con novedades que interesa conocer.

Recordemos que el plan de control de calidad del proyecto define los correspondientes lotes de control y unidades de inspección (Art. 19), describiendo para cada caso las comprobaciones a realizar y los criterios a seguir en el caso de no conformidad. La programación del autocontrol también determinará los lotes de ejecución, las unidades de inspección y las frecuencias de comprobación.

Esquema de la relación entre unidades de inspección y procesos de ejecución

Sin embargo, hay novedades importantes que debemos resaltar respecto a la derogada Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08. Vamos a comentarlas con algún detalle:

  • El Artículo 63.2 del Código Estructural es el que se ocupa de las unidades de inspección. Se vuelve a definir el concepto, pero introduce alguna contradicción que conviene resaltar. Lo primero es que el tamaño máximo de la unidad lo define la tabla 63.2, pero lo que llama la atención es que ahora se indica que “puede implicar a diferentes lotes de ejecución“.
  • Se desvanece en el Código la mención a que el tamaño máximo de la unidad de inspección debía de poder comprobarse en una visita de obra. No obstante, parece que el articulado pretende reflejar la parte de un proceso o actividad que, con carácter general, puede verificarse en una visita.
  • La inspección de estas unidades, tal y como indica el plan de obra, no solo la desarrollará la dirección facultativa, o en su caso, la entidad de control, sino que el propio constructor también tiene obligación de hacerla en función de su programación del autocontrol.
  • Lo más llamativo es el detalle en la definición de las unidades de inspección. Se definen en función del proceso de ejecución o actividad (tabla 63.2.a), o del tipo de elemento (tabla 63.2.b). La anterior EHE-08 disponía únicamente de la tabla 92.5 donde se definía el tamaño máximo de la unidad de inspección en función de los procesos y actividades de ejecución, al igual que la tabla 63.2.a, pero con menor detalle. Los comentarios de la EHE-08 nos advertían que la tabla 92.5 era orientativa, cosa que ahora no ocurre en las tablas correspondientes del Artículo 63.2 del Código Estructural.
  • Desaparece del Código la prerrogativa que tenía la dirección facultativa de duplicar los tamaños máximos de la unidad de inspección. Era el caso de obras de ingeniería de pequeña importancia, así como en obras de edificación sin especial complejidad estructural (formadas por vigas, pilares y forjados convencionales no pretensados, con luces de hasta 6,00 m y un número de niveles de forjado no superior a siete). Como se puede ver, el Código no distingue entre obras pequeñas o grandes, simples o complejas.
  • Por último, el actual Código define las frecuencias de comprobación para los lotes de ejecución y las unidades de inspección. Se ha desarrollado el Anejo 15 para las estructuras de hormigón, y el Anejo 17 para las de acero, ambos con carácter orientativo.

En este vídeo que os he grabado se explican las unidades de inspección. Espero que os sea de interés.

Os dejo a continuación la transcripción del artículo 63.2 del Código Estructural para su consulta.

63.2 Unidades de inspección.

A los efectos de este Código, se entiende por unidad de inspección el conjunto de actividades asociadas a un determinado proceso de ejecución, cuyo tamaño máximo viene definido por lo indicado en la tabla 63.2 y que puede implicar a diferentes lotes de ejecución.

Para cada lote de ejecución, el programa de control identificará cada uno de los procesos de ejecución que deben llevarse a cabo en función del tipo de elemento y sus características.

Para cada lote de ejecución y para cada uno de los procesos, el programa de control definirá las unidades de inspección sobre las que se desarrollará el control de la conformidad de la ejecución.

En función de los desarrollos de procesos y actividades previstos en el plan de obra, en cada inspección a la obra desarrollada por el constructor, por la dirección facultativa o, en su caso, por la entidad de control, podrá comprobarse un determinado número de unidades de inspección, las cuales, pueden corresponder a uno o más lotes de ejecución.

Para la definición de las posibles unidades de inspección en cada lote de ejecución, el programa de control identificará la totalidad de los procesos y actividades susceptibles de ser inspeccionadas, de acuerdo con lo previsto en este Código.

Las unidades de inspección se definirán en función del proceso de ejecución o actividad, o del tipo de elemento al que corresponden, según se indica en las tablas 63.2.a y 63.2.b.

Una vez definidos los lotes de ejecución y las unidades de inspección, se debe definir para cada unidad de inspección las frecuencias de comprobación. De forma orientativa, el Anejo 15 define las frecuencias de comprobación para las unidades de inspección de la ejecución de estructuras de hormigón.

Resulta interesante recoger los comentarios que realiza el Código de este apartado:

“La identificación de un tamaño máximo de la unidad de la inspección que hace el articulado pretende reflejar la parte de un proceso o actividad que, con carácter general, puede ser comprobable en una visita a la obra de la dirección facultativa o, en su caso, de la entidad de control.

Por otra parte, el número de posibles unidades de inspección depende en gran medida de los medios disponibles en cada obra. A título de ejemplo, en el caso del vertido del hormigón, el volumen de obra ejecutado en una jornada vendrá condicionada por los medios habilitados por el constructor, número de bombas, capacidad de la central, personal disponible, etc.

La tabla 63.2.a tiene como finalidad definir unos valores orientativos que pudieran servir como referencia inicial. No obstante,en función del tipo de obra (edificación, puentes, etc.), de las características de la misma y coherentemente con la necesidad de adaptación que establece el Artículo 19, los valores de dicha tabla podrían ser objeto de modificación en el correspondiente programa de control aprobado por la dirección facultativa.

Para cada actividad de obra se deberán definir la totalidad de los procesos de ejecución implicados y que están recogidos en las tablas 63.2a y 63.2b. Por proceso deberá estar indicado el tamaño de la  unidad de inspección que aplique en cada caso, así como la frecuencia de comprobación de las mismas. Para establecer las frecuencias se han incluido en el Anejo 15 diferentes tablas según el nivel y tipo de control establecido. Estas frecuencias deberán adaptarse a las particularidades de cada proyecto y forma de ejecución.

De forma práctica, es recomendable planificar estas operaciones de control por actividad (cimentación, muros, pilares, losas, etc.), en un “Programa de Puntos de Inspección” donde se incluyan por ejemplo:

      • Las operaciones a controlar
      • Las unidades de inspección máximas
      • Los procedimientos o normas que regulan las verificaciones de la conformidad de cada inspección, así como las especificaciones de aceptación.
      • La ubicación y la frecuencia o intensidad de las inspecciones.
      • La forma de documentar los resultados
      • La persona responsable de la inspección.
      • Los puntos de espera o parada a respetar en cada proceso.
      • Cualquier comentario u observación aclaratoria.

En la página web del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana se incluye un enlace donde se puede acceder a unas tablas editables para la elaboración de los Programas de Puntos de Inspección”.

También os dejo, para su consulta, el Anejo 15, frecuencias de comprobación de las unidades de inspección en la ejecución de estructuras de hormigón. Como novedad destaca la opción simplificada dentro del nivel de control normal, para el control de los procesos de ejecución. Esta opción se puede emplear en obras de edificación sin especial complejidad estructural (formadas por vigas, pilares y forjados convencionales no pretensados, con luces de hasta 6,00 metros y un número de niveles de forjado no superior a diez). Esta opción facilita una programación del control más sencilla. En efecto, no es necesario determinar el número de unidades de inspección para cada proceso de ejecución, sino que directamente se obtienen las comprobaciones mínimas que hay que realizar en cada proceso de ejecución por tipo de elemento para la aceptación de cada lote.

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División de las estructuras de hormigón en lotes de ejecución según el Código Estructural

Uno de los conceptos que no ha cambiado en ámbito del control de la calidad de las estructuras es lo que se entiende por lote de ejecución. En el Artículo 17.1 del Código Estructural, se define como la parte de la obra cuya ejecución se somete a aceptación en su conjunto. Sin embargo, existen diferencias entre lo expresado por el Código y lo que anteriormente estaba estipulado en la derogada Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08.

  • El cambio más evidente se encuentra en la actual tabla 63.1 que define el tamaño máximo de los lotes de ejecución. A diferencia de la anterior tabla 92.4 de la EHE-08, ha desaparecido la clasificación por tipo de obra. Tampoco aparece la división entre elementos de cimentación, elementos horizontales y otros elementos. La vigente tabla 63.1 establece el número de elementos o dimensión del lote de ejecución atendiendo exclusivamente al tipo de elemento.
  • Además, hay cambios significativos que conviene tener en cuenta. A modo de ejemplo, en el caso de elementos de cimentación de edificios, la EHE-08 establecía lotes de ejecución correspondientes a 250 m2 de superficie y 50 m en el caso de pantallas. En el Código, para el mismo caso, se mantienen los 250 m2 de superficie, pero se añade que no se deben rebasar 10 elementos. Además, los 50 m de las pantallas se encuadran dentro del tipo de elemento denominado “pilares y muros portantes de edificación”. También se incluye la jornada de trabajo como criterio para determinar el tamaño del lote, cosa que no ocurría en el anterior articulado. Otro ejemplo, sin querer ser exhaustivo, es que desaparece el lote de ejecución de 200 m3 de pilas de puente. En cualquier caso, hay que cumplir con la condición más restrictiva para definir el lote de ejecución.
  • Otra de las novedades importantes es que el Código explicita que, en el caso de no encontrarse alguno de los elementos de la tabla 63.1, entonces será el pliego de prescripciones técnicas particulares del proyecto el que deberá definir el tamaño máximo del lote de ejecución. Volvemos a ver la importancia que otorga el Código al proyecto de ejecución.
  • Asimismo hay un matiz que estimamos de importancia. No se permite rebasar el tamaño del lote indicado en las tablas correspondientes, ni con la normativa anterior ni con la actual. Sin embargo, en los comentarios de la EHE-08 se daba una salida airosa al caso de que no se pudiera ajustar el lote exactamente a los límites establecidos. En dicho caso la nueva dimensión del lote debería estar justificada en el programa de control, que recordemos, debe estar aprobado por la dirección facultativa. Este comentario es razonable y debería tenerse en cuenta también en el nuevo Código.

He grabado un vídeo explicativo de la programación del control de ejecución en las estructuras de hormigón, donde se habla de los lotes de ejecución, pero también de las unidades de inspección. Espero que os sea de interés.

Os dejo a continuación la transcripción del artículo 63.1 del Código Estructural para su consulta.

Artículo 63.1 Lotes de ejecución.

El Programa de control aprobado por la dirección facultativa contemplará una división de la obra en lotes de ejecución, coherentes con el desarrollo previsto en el plan de obra para la ejecución de la misma y conformes con los siguientes criterios:

a) se corresponderán con partes sucesivas en el proceso de ejecución de la obra,

b) no se mezclarán elementos de tipología estructural distinta, que pertenezcan a filas diferentes en la tabla 63.1,

c) el tamaño del lote no será superior al indicado, en función del tipo de elementos, en la tabla 63.1.

Tabla 63.1 Tamaño máximo de los lotes de ejecución

En el caso de otros elementos diferentes de los indicados en la tabla 63.1, el pliego de prescripciones técnicas particulares del proyecto establecerá los criterios necesarios para definir el tamaño máximo del lote de ejecución.

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